[發明專利]一種利用微波堿熱水解改善污泥厭氧消化性能的方法

無效

• 申請號: 200910082152.X
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101524699A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 王偉;喬瑋;高興保;鄭蕾;羅玉翔
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C02F11/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種利用微波堿熱水解改善污泥厭氧消化性能的方法，屬于固體廢物處理技術領域。

背景技術

隨著我國城市化進程的加快和社會經濟的快速發展，城鎮污水產生量迅速增加。與此同時，國家對環境治理投資力度的增加也極大的促進了污水處理行業的發展，污水處理過程產生了大量的剩余污泥，據統計全國每年產生含水率80％的脫水污泥已經超過1000萬t。污泥中含有多種有害物質，如重金屬、難降解有機物、持久性有機物和病源微生物等有毒有害物質，其處理處置一直是城市環境衛生和水環境保護所關注的重要內容。同時污泥中還含有大量的有機物，通過厭氧消化可以產生沼氣，回收污泥中生物質能，是污泥處理的一項重要技術。然而，污泥常規厭氧消化是對濃縮后的污泥直接進行消化，由于污泥中大量有機物被細胞璧包裹的特點，導致污泥厭氧消化普遍存在固體停留時間長、有機物負荷和沼氣產率低等不足。

發明內容

本發明的目的是提出一種利用微波堿熱水解改善污泥厭氧消化性能的方法，針對污泥常規厭氧消化技術存在的不足和污泥自身的特性，通過將污泥pH調解至堿性并在加熱的條件下使污泥水解，從而提高水解效率，大大提高污泥厭氧消化性能，使污水處理廠剩余的污泥減量化、資源化。

本發明提出的利用微波堿熱水解改善污泥厭氧消化性能的方法，包括以下步驟：

(1)在固體濃度為7％-10％的污泥中加入堿性溶液，控制污泥的pH值為11-13，加入堿液后混合5-10分鐘；

(2)將上述堿化處理的污泥置于承壓反應器中，在頻率為2450MHz的微波場中加熱，微波加熱溫度為120-170℃，加熱時間為5-10分鐘；

(3)使上述微波加熱后的污泥冷卻至室溫，對冷卻后的污泥進行厭氧消化處理，處理溫度為33-37℃，處理時間為15-120天。

上述方法中，堿性溶液可以為NaOH、KOH和Ca(OH)₂溶液中的任何一種。

本發明提出的利用微波堿熱水解改善污泥厭氧消化性能的方法，其突出的特點是采用微波加熱的方法實施污泥熱水解，借助微波穿透加熱的特點大幅度縮短熱水解時間，提高了系統效率。同時，采用向污泥中加入堿液的方法提高污泥水解效率，在堿性環境及加熱的條件下，有助于污泥細胞的快速破碎和有機物的快速水解，在縮短污泥水解所需時間的基礎上提高了有機物水解效率。本發明方法處理的污泥中有60％以上的有機物轉移至液相，在進行厭氧消化時，污泥的有機物轉化效率提高，是實現污水處理全過程污染控制和節能減排的有效手段。

具體實施方式

本發明提出的利用微波堿熱水解改善污泥厭氧消化性能的方法，包括以下步驟：

(1)在固體濃度為7％-10％的污泥中加入堿性溶液，控制污泥的pH值為11-13，加入堿液后混合5-10分鐘；

(2)將上述堿化處理的污泥置于承壓反應器中，在頻率為2450MHz的微波場中加熱，微波加熱溫度為120-170℃，加熱時間為5-10分鐘；

(3)使上述微波加熱后的污泥冷卻至室溫，對冷卻后的污泥進行厭氧消化處理，處理溫度為33-37℃，處理時間為15-120天。

本發明方法中，堿性溶液可以為NaOH、KOH和Ca(OH)₂溶液中的任何一種。

本發明的污泥微波堿熱水解方法要求污泥濃度達到7％-10％，對于低濃度的污泥需要進一步提高濃度，對于脫水泥餅則需要通過加入蒸汽來降低固體濃度。

以下介紹本發明實施例：

實施例1：

城市污水處理廠的濃縮污泥經過濃縮脫水一體機將固體濃度進一步提高到8％。向污泥中加入摩爾濃度為1mo/L的NaOH溶液，調節pH值為13，攪拌混合5min。將堿化后的污泥置于2450MHz的微波場中加熱到150℃，保持溫度繼續加熱5min后結束。在微波加熱過程發生污泥的水解反應，有55％的揮發性懸浮固體溶解至液相，40％的懸浮固體溶解至液相，污泥中液相的化學需氧量(COD)占污泥總COD的40％，經過熱水解后污泥的pH值降低至10.5。將上述處理的污泥進行35℃中溫厭氧消化處理，污泥有機物的去除率達到55％。

實施例2：